DE1095962B - Strahlungsschutzanordnung beim Austausch von Brennstoffelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung- bezieht sich auf eine Schutzanlage für einen gasgekühlten oder allgemeiner ausgedrückt, für einen Kernreaktor, bei dem für die Kühlung ein anderer Stoff als Wasser benutzt wird. Im allgemeinen pflegt der Reaktor von dicken Wänden umgeben zu sein, die einen biologischen Schutz gegen Strahlung ergeben. Über dem Reaktordeckel befindet sich eine dicke Platte, die ebenfalls als Strahlungsschutz dient. Diese Platte muß entfernt werden oder mit austauschbaren Pfropfen zum Austausch der Brennstoffelemente ausgeführt sein, wobei in der Regel der Austausch mit Hilfe einer Lademaschine durchgeführt wird. Da auch die in der Lademaschine enthaltenen Brennstoffelemente strahlen, muß die Lademaschine selbst mit einem wirksamen Strahlungsschutz versehen sein, der diesen Apparat verteuert und schwer zu handhaben macht.

In einem Reaktor, der Wasser als Kühlmittel hat, bringt der Austausch der Brennstoffelemente keine Schwierigkeiten mit sich. Man kann nämlich für den Austausch der Brennstoffelemente über dem Reaktordeckel ein Wasserbecken anordnen, das an Stelle der genannten dicken Platte als Strahlungsschutz nach oben wirkt. Nachdem der Reaktordeckel entfernt ist, bildet das Becken sozusagen eine Verlängerung des Reaktortanks nach oben. Die verbrauchten Elemente können aus dem Reaktortank herausgenommen werden.

Bei einem gasgekühlten Reaktor dagegen, bei dem verhindert werden muß, daß das Wasser aus dem genannten Becken mit den Brennstoffelementen sowohl im Reaktor selbst als auch während des Transportes in Berührung kommt, kann das oben beschriebene Becken nicht ohne weiteres verwendet werden; wenn man jedoch eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, ist es möglich, leichtes Wasser als Strahlungsschutz auf dem Deckel des Reaktors anzuwenden.

Das für die Erfindung Kennzeichnende ist eine Schutzanordnung, durch die sowohl die Strahlung vom Reaktor als auch die von den Brennstoffelementen auf ihrem Weg vom Reaktor zu einem Verwahrungsraum unschädlich dadurch gemacht wird, daß über dem Reaktor ein Wasserbecken angeordnet ist, das ein anderes Wasserbecken überdeckt, in dem die Brennstoffelemente wenigstens vorübergehend verwahrt werden, und ferner, daß die für den Austausch von Brennstoffelementen verwendete Lademaschine als Drucknasche ausgeführt ist, die druckdicht mit Durchführungsbuchsen für die Brennstoffelemente im Reaktordeckel gekuppelt werden kann, und daß diese Buchsen im Innern Dichtungspfropfen für die Brennstoffelemente aufnehmen, die durch die Lademaschine entfernt werden können.

Strahlungsschutzanordnung
beim Austausch von Brennstoffelementen

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska
Aktiebolaget, Västeräs (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 4. März 1959

Kristian Dahl Madsen, Västeräs (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

Wenn die Lademaschine mit den Buchsen gekuppelt ist, wird der Gasdruck in ihr auf den Wert des im Kühlsystem des Brennstoffelementes herrschenden Druckes gebracht. Hierauf wird der Dichtungspfropfen mit Hilfe eines in der Lademaschine vorhandenen Gerätes entfernt. Die Drucknasche der Lademaschine bildet also eine Verlängerung des Druckbehälters des Reaktors. Die Brennstoffelemente können somit in die Lademaschine hineingehoben werden, ohne daß sie mit Wasser in Berührung kommen. Ein neues Brennstoffelement, das sich schon im Magazin der Lademaschine befindet, wird in den Reaktor eingesetzt und ein Dichtungspfropfen wird in die Buchse eingeschraubt. Ein Ventil am unteren Ende der Lademaschine wird geschlossen, so daß kein Wasser in die

Lademaschine eindringen kann, wenn diese von der Buchse entfernt wird. Die Lademaschine wird min seitlich zu einer gleichartigen Buchse in dem Becken transportiert, dessen Wasserstand zweckmäßigerweise so hoch ist, daß das verbrauchte Brennstoffelement unterhalb der Wasserfläche transportiert wird, so daß das Wasser als Strahlungsschutz dient.

In der Zeichnung ist als Beispiel und schematisch eine Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.

009 680/421

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch eine Anlage nach der Linie B-B in Fig. 2, die aus einem Reaktor und Anordnungen für den Transport und die Verwahrung von Brennstoffelementen besteht;

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die gleiche Anlage nach der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der Lademaschine und einen Rohrstutzen auf" dem Reaktor;

Fig. 4 zeigt eine weitere Einzelheit.

Der Boden des Reaktors 1 und die Seitenwände sind von einer Metallhaut2 und Betonwänden 3 umgeben, die als Wärmeschutz bzw. biologischer Schutz dienen. Oberhalb des Deckels 4 des Reaktors ist ein Becken 5 angeordnet, das zweckmäßigerweise im Flur 6 der Reaktorhalle eingelassen ist. Das Becken erstreckt sich nicht nur über den Reaktordeckel, sondern ist nach der einen Seite verlängert, so daß es auch zwei Räume 7 und 8 überdeckt, von denen der erste teilweise mit Wasser gefüllt ist.

Die Räume sind von Betonwänden 3, einer Betonwand 9 und einer Zwischenwand 10 umschlossen. Die Pforten 11 verbinden den Raum 7 bzw. 8 je mit einem weiteren Raum 12 für die Verwahrung verbrauchter Brennstoffelemente bzw. mit einem Vorratsraum 13 für neue Elemente. Es wird unterstellt, daß die Räume 7 und 12 für den Transport von verbrauchten Brennstoffelementen vom Reaktor und die Räume 8 und 13 für den Transport von neuen Elementen zum Reaktor dienen. Die Räume 7 und 12 sind daher mit Wasser so weit gefüllt, daß der Wasserspiegel über der Oberkante der Pfortell steht. Eine Transportvorrichtung im Raum 7 ist schematisch als ein nach oben offener Behälter 14 angedeutet, er kann unter einem Rohrstutzen 15 auf und ab bewegt werden, der durch den Boden des Beckens 5 durchgeführt ist und ein Ventil 16 sowie einen Antrieb 16' hat. (Siehe Fig. 4.) Wenn ein Brennstoffelement im Behälter eingesetzt ist, wird er abgesenkt und durch die Pforte 11 in den Raum 12 gebracht, wo das Element unter Wasser herausgenommen werden kann. Oberhalb des Re- aktors ist die Lademaschine 17 für die Brennstoffelemente von einer Laufkatze 18 getragen. Eine Ausführungsform des unteren Teiles der Lademaschine, die eine Druckflasche bildet, samt einer zugehörigen Durchführungsbuchse 19 im Deckel 4 des Reaktors ist in der Fig. 3 gezeigt. Für jedes Brennstoffelement oder jede Gruppe von Brennstoffelementen ist ein solcher Rohrstutzen oder eine solche Durchführungsbuchse 19 vorhanden. Diese ist an ihrem oberen Ende mit inneren und äußeren Gewinden versehen und nimmt hier einen mit äußeren Gewinden versehenen Dichtungspfropfen 20 und darunter den Kopf 21 des Brennstoffelementes auf. Der Pfropfen 20 ist mit dem Kopf 21 durch einen Schraubenbolzen 22 verbunden und hat eine sechskantige Bohrung 23 und eine Ringnut 24.

Das untere Ende der Lademaschine bildet ein Rohr 25 mit Innengewinde, das auf den Rohrstutzen 19 geschraubt werden kann, wobei beide Teile durch eine Packung 26 abgedichtet werden. Auch zwischen dem Brennstoffelementkopf 21 und der inneren Wand des Rohrstutzens ist eine Packung angeordnet. 27 ist ein Kanal mit einem Ventil zum Ausblasen von etwa im Rohrstutzen 19 verbliebenem Wasser.

In der Lademaschine ist ein Schlüssel 28 vertikal verschiebbar angeordnet, der einen sechskantigen Kopf 29 mit Klinken 30 hat. Wenn die Lademaschine auf den Rohrstutzen geschraubt und unter vollen Gasdruck gesetzt ist und der Schlüssel 28 in die Aushöhlung 23 des Pfropfens eingeführt ist, werden die KHnken nach außen geschwenkt und greifen in die Nut 24 ein. Durch Drehen des Schlüssels wird der Dichtungspfropfen herausgeschraubt, und das am Kopf 21 befestigte Brennstoffelement kann in die Lademaschine eingeführt werden. Das gasförmige Kühlmittel, das sich zwischen den Brennstoffstäben im Reaktor befindet, füllt auch den druckflaschenartigen Teil der Lademaschine. Ein neues Brennstoffelement, das sich im Magazin der Lademaschine befindet, wird auf die gleiche Weise eingesetzt und verschraubt. Jetzt wird das Ende der Lademaschine mit Hilfe eines Schieberventils 31 verschlossen, das durch ein Gerät 32 an der Lademaschine betätigt wird. Diese wird an die in Fig. 1 gezeigte Stelle gefahren und auf den Rohrstutzen 15 geschraubt (Fig. 3), dessen unteres Ende mit einem Wasserventil 16 versehen ist. Dieses Ventil wird erst geöffnet, wenn die Lademaschine auf den Stutzen geschraubt ist. Das Brennstoffelement wird in den Behälter 14 eingeführt, kann darauf unter Wasser in den Raum 12 gebracht werden, wo seine Reaktivität abklingen kann. Das Einsetzen eines neuen Brennstoffelementes erfolgt auf die gleiche Weise. Die Räume 8 und 13 brauchen nicht mit Wasser gefüllt zu sein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Strahlungsschutzanordnung beim Austausch von Brennstoffelementen in gasgekühlten Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Reaktor ein Wasserbecken angeordnet ist, das ein anderes Wasserbecken überdeckt, in dem die Brennstoffelemente wenigstens zeitweise verwahrt werden, daß die für den Austausch von Brennstoffelementen verwendete Lademaschine als Druckflasche ausgeführt ist, die druckdicht mit Durchführungsbuchsen im Reaktordeckel für die Brennstoffelemente gekuppelt werden kann, und daß die Buchsen im Innern Dichtungspfropfen für die Brennstoffelemente aufnehmen, die durch die Lademaschine entfernt werden können.

2. Strahlungsschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung vom Reaktor und von den Brennstoffelementen auf ihrem Weg vom Reaktor zu einem Verwahrungsraum dadurch unschädlich gemacht wird, daß oberhalb des Reaktors ein Wasserbecken (15) angeordnet ist, das sich über einen Raum (7) erstreckt, der eine Transportvorrichtung (14) für verbrauchte Brennstoffelemente enthält, und über einen Raum (8) für die Zuführung von neuen Elementen, daß am Boden des Wasserbehälters (15) oberhalb des Reaktors eine der Anzahl von Brennstoffelementen oder Gruppen entsprechende Anzahl von Durchführungsbuchsen (19) angeordnet sind, die dazu bestimmt sind, an eine Lademaschine (17) angeschlossen zu werden, und daß am Boden des Wasserbehälters oberhalb des Raumes (7) für die Transportanordnung und oberhalb des Zuführungsraumes (8) Rohrstutzen (15) angeordnet sind, die nach unten mit Schließventilen (16) versehen sind.

3. Schutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (7) für die Transportvorrichtung teilweise mit Wasser gefüllt ist.

4. Schutzanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (7) für die Transportvorrichtung in Verbindung mit einem

Raum (12) für die Verwahrung von verbrauchten Brennstoffelementen besteht, der vorzugsweise auch teilweise mit Wasser gefüllt ist.

5. Schutzanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (7) für die Transportvorrichtung und der Verwahrungsraum (12) sowie der Zufüh rungs raum (8) und ein Vorratsraum (13) für neue Brennstoffelemente durch je eine Pforte (11) miteinander in Verbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen